ADINA模拟：矩形渡槽非线性晃动流固耦合效应研究

矩形渡槽大幅晃动有限元模拟是一篇针对水利工程中的重要课题进行深入研究的学术论文。作者褚嘉怡来自河海大学土木工程系，专注于探讨在考虑流体粘性和非线性晃动效应的情况下，不可压缩粘性流体与矩形渡槽之间的二维动力耦合问题。论文的核心内容围绕地震引发的流体大幅晃动对渡槽结构及其周围环境的影响展开。 研究中，作者使用大型通用有限元软件ADINA进行数值模拟，这种软件在处理复杂的流固耦合问题上表现出色。在水平谐波激励下，研究者分析了不同振幅和频率对渡槽结构的动态响应，如结构的倾覆力和倾覆力矩，以及水体自由液面角点的波高和底部角点的动水压力。结果揭示了水体晃动具有明显的非线性特性，随激励振幅增加，非线性效应显著增强。 本文的引入部分阐述了地震对建筑特别是水工结构如渡槽的危害，中国作为地震活跃区域，南水北调工程中大型渡槽的抗震安全问题尤为关键。渡槽中的水体会因外部力量（如地震或风）的激励而发生大幅晃动，这是一种复杂的流体运动现象，涉及到自由表面的动态行为和与固体边界之间的相互作用。水体的质量变化和弹性特性在这类问题中扮演着重要角色。 这篇论文不仅提供了对矩形渡槽在地震作用下动态响应的深入理解，而且对提高此类工程结构的抗震设计和安全评估具有实际意义。通过ADINA的模拟结果，可以为后续的工程设计和抗震策略提供科学依据，对于保障水资源调配工程的安全运行具有重要的理论价值。